特許 7536601 研磨ヘッドおよび研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】研磨ヘッドおよび研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/32 20120101AFI20240813BHJP

   B24B 37/30 20120101ALI20240813BHJP

   B24B 37/10 20120101ALI20240813BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

B24B37/32 A

B24B37/30 E

B24B37/10

H01L21/304 622G

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020184268

(22)【出願日】2020-11-04

(65)【公開番号】P2022074321

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2023-04-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(74)【代理人】

【識別番号】100174089

【弁理士】

【氏名又は名称】郷戸 学

(74)【代理人】

【識別番号】100186749

【弁理士】

【氏名又は名称】金沢 充博

(72)【発明者】

【氏名】加藤 裕一

(72)【発明者】

【氏名】鍋谷 治

【審査官】山内 康明

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２２－５４６２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８２０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４７６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１５９３９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ３７／３２

Ｂ２４Ｂ ３７／３０

Ｂ２４Ｂ ３７／１０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークピースを研磨パッドに押し付けて該ワークピースを研磨するための研磨ヘッドであって、
前記ワークピースを前記研磨パッドに押し付けるための第１弾性膜と、
前記第１弾性膜を囲むように配置されたリテーナリングと、
前記リテーナリングを前記研磨パッドに押し付けるための第２弾性膜と、
前記第１弾性膜が固定されたキャリアと、
前記第２弾性膜によって形成された圧力室内に配置され、かつ前記第２弾性膜を前記キャリアに固定する取り付け部材と、
前記第２弾性膜を前記リテーナリングに連結する連結部材を備え、
前記第２弾性膜は、
前記連結部材に接続された底壁と、
前記底壁に接続され、互いに離れた第１側壁および第２側壁を有しており、
前記取り付け部材は、前記圧力室内に負圧が形成されたときに、前記第１側壁および前記第２側壁をその内側から支える２つのサポート部を有しており、
前記２つのサポート部は、前記第１側壁および前記第２側壁に沿って前記リテーナリングに向かって延び、
前記２つのサポート部は互いに離れており、前記２つのサポート部の間には窪み部が形成されており、
前記連結部材は、該連結部材が前記取り付け部材に向かって移動したときに、前記窪み部内に収容される突起部を有しており、
前記２つのサポート部および前記窪み部は、前記圧力室内に位置しており、
前記取り付け部材は、前記２つのサポート部に沿って前記第２弾性膜の周方向に延びる２つの環状の溝を有しており、前記２つの環状の溝は前記圧力室に連通している、研磨ヘッド。

【請求項2】

ワークピースを研磨パッドに押し付けて該ワークピースを研磨するための研磨ヘッドであって、
前記ワークピースを前記研磨パッドに押し付けるための第１弾性膜と、
前記第１弾性膜を囲むように配置されたリテーナリングと、
前記リテーナリングを前記研磨パッドに押し付けるための第２弾性膜と、
前記第１弾性膜が固定されたキャリアと、
前記第２弾性膜によって形成された圧力室内に配置され、かつ前記第２弾性膜を前記キャリアに固定する取り付け部材と、
前記第２弾性膜を前記リテーナリングに連結する連結部材を備え、
前記第２弾性膜は、
前記連結部材に接続された底壁と、
前記底壁に接続され、互いに離れた第１側壁および第２側壁を有しており、
前記取り付け部材は、前記圧力室内に負圧が形成されたときに、前記第１側壁および前記第２側壁をその内側から支える２つのサポート部を有しており、
前記２つのサポート部は、前記第１側壁および前記第２側壁に沿って前記リテーナリングに向かって延び、
前記２つのサポート部は互いに離れており、前記２つのサポート部の間には窪み部が形成されており、
前記連結部材は、該連結部材が前記取り付け部材に向かって移動したときに、前記窪み部内に収容される突起部を有しており、
前記２つのサポート部および前記窪み部は、前記圧力室内に位置しており、
前記取り付け部材は、前記２つのサポート部のそれぞれを貫通する複数の通孔を有しており、前記複数の通孔は前記第２弾性膜の周方向に沿って配列されており、前記複数の通孔は前記圧力室に連通している、研磨ヘッド。

【請求項3】

ワークピースを研磨パッドに押し付けて該ワークピースを研磨するための研磨ヘッドであって、
前記ワークピースを前記研磨パッドに押し付けるための第１弾性膜と、
前記第１弾性膜を囲むように配置されたリテーナリングと、
前記リテーナリングを前記研磨パッドに押し付けるための第２弾性膜と、
前記第１弾性膜が固定されたキャリアと、
前記第２弾性膜によって形成された圧力室内に配置され、かつ前記第２弾性膜を前記キャリアに固定する取り付け部材と、
前記第２弾性膜を前記リテーナリングに連結する連結部材を備え、
前記第２弾性膜は、
前記連結部材に接続された底壁と、
前記底壁に接続され、互いに離れた第１側壁および第２側壁を有しており、
前記取り付け部材は、前記圧力室内に負圧が形成されたときに、前記第１側壁および前記第２側壁をその内側から支える２つのサポート部を有しており、
前記２つのサポート部は、前記第１側壁および前記第２側壁に沿って前記リテーナリングに向かって延び、
前記２つのサポート部は互いに離れており、前記２つのサポート部の間には窪み部が形成されており、
前記連結部材は、該連結部材が前記取り付け部材に向かって移動したときに、前記窪み部内に収容される突起部を有しており、
前記２つのサポート部および前記窪み部は、前記圧力室内に位置しており、
前記２つのサポート部の少なくとも外側の面には摩擦低減処理が施されている、研磨ヘッド。

【請求項4】

研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
ワークピースを前記研磨パッドに押し付けて該ワークピースを研磨するための、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の研磨ヘッドを備えている、研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハ、基板、パネルなどのワークピースを研磨パッドに押し付けて該ワークピースを研磨する研磨ヘッドに関し、特にワークピースを囲むように配置されたリテーナリングの押圧構造に関する。

【背景技術】

【0002】

化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）は、シリカ（ＳｉＯ_２）等の砥粒を含んだ研磨液を研磨パッドの研磨面上に供給しつつワークピースを研磨面に摺接させて研磨を行う技術である。図９に示すように、ＣＭＰを行うための研磨装置は、研磨パッド５００を支持する研磨テーブル５０１と、ワークピースＷを保持するための研磨ヘッド５０５と、研磨パッド５００に研磨液を供給する研磨液ノズル５０８を備えている。

【0003】

このような研磨装置を用いたワークピースＷの研磨は次のようにして行われる。研磨テーブル５０１を研磨パッド５００とともに回転させながら、研磨液ノズル５０８から研磨パッド５００上に研磨液を供給する。研磨ヘッド５０５はワークピースＷを回転させながら、該ワークピースＷを研磨パッド５００に対して押し付ける。ワークピースＷは研磨液の存在下で研磨パッド５００に摺接されながら、ワークピースＷの表面は、研磨液の化学的作用と、研磨液に含まれる砥粒および研磨パッド５００の機械的作用との組み合わせにより平坦化される。

【0004】

ワークピースＷの研磨中、ワークピースＷの表面は回転する研磨パッド５００に摺接されるため、ワークピースＷには摩擦力が作用する。そこで、ワークピースＷの研磨中にワークピースＷが研磨ヘッド５０５から外れないようにするために、研磨ヘッド５０５はリテーナリング５１０を備えている。このリテーナリング５１０は、ワークピースＷを囲むように配置されており、ワークピースＷの研磨中、リテーナリング５１０は回転しながらワークピースＷの外側で研磨パッド５００を押し付けている。

【0005】

図１０は、図９に示す研磨ヘッド５０５の一部を示す断面図である。図１０に示すように、研磨ヘッド５０５は、リテーナリング５１０を研磨パッド５００に押し付けるための環状の弾性膜５１２を有している。弾性膜５１２の内側には圧力室５１３が形成されている。加圧気体（例えば加圧空気）が圧力室５１３内に供給されると、圧力室５１３内の流体圧力を受けた弾性膜５１２は、リテーナリング５１０を研磨パッド５００に対して押圧する。したがって、ワークピースＷの研磨中、リテーナリング５１０はワークピースＷが研磨ヘッド５０５から飛び出すことを防止することができる。

【0006】

研磨ヘッド５０５は、ワークピースＷを研磨パッド５００に対して押し付けるための弾性膜５１４をさらに有している。弾性膜５１４の内側には圧力室５１５が形成されている。加圧気体（例えば加圧空気）が圧力室５１５内に供給されると、圧力室５１５内の流体圧力を受けた弾性膜５１４は、ワークピースＷを研磨パッド５００に対して押圧する。したがって、ワークピースＷは、研磨パッド５００上に研磨液が存在した状態で、研磨パッド５００と摺接される。

【0007】

ワークピースＷの研磨が終了すると、図１１（ａ）に示すように、ワークピースＷを保持した研磨ヘッド５０５は、研磨パッド５００から離れ、ワークピースＷとともに、所定のリリース位置まで移動される。さらに、図１１（ｂ）に示すように、圧力室５１３に負圧を形成し、リテーナリング５１０をワークピースＷに対して相対的に上昇させる。そして、図１１（ｃ）に示すように、リリースノズル５１９から液体（例えば純水）の噴流を弾性膜５１４とワークピースＷとの接触部分に向けて放出し、ワークピースＷを弾性膜５１４からリリースさせる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２００６－１２８５８２号公報

【文献】特開２００９－１３１９４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、図１２に示すように、圧力室５１３内に負圧を形成すると、弾性膜５１２の両側壁が真空によって引き寄せられて互いに接触することがある。この場合は、リテーナリング５１０を所定の位置まで上昇させることができず、リテーナリング５１０がリリースノズル５１９からの液体の噴流を妨げてしまう。また、弾性膜５１２の損傷が進みやすく、弾性膜５１２の寿命が短くなる。

【0010】

そこで、本発明は、弾性膜により形成された圧力室内に負圧を形成したときに、弾性膜の両側壁同士の接触を防止することができる研磨ヘッドを提供する。また、本発明は、そのような研磨ヘッドを備えた研磨装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

一態様では、ワークピースを研磨パッドに押し付けて該ワークピースを研磨するための研磨ヘッドであって、前記ワークピースを前記研磨パッドに押し付けるための第１弾性膜と、前記第１弾性膜を囲むように配置されたリテーナリングと、前記リテーナリングを前記研磨パッドに押し付けるための第２弾性膜と、前記第１弾性膜が固定されたキャリアと、前記第２弾性膜によって形成された圧力室内に配置され、かつ前記第２弾性膜を前記キャリアに固定する取り付け部材と、前記第２弾性膜を前記リテーナリングに連結する連結部材を備え、前記第２弾性膜は、前記連結部材に接続された底壁と、前記底壁に接続された側壁を有しており、前記取り付け部材は、前記側壁に沿って前記リテーナリングに向かって延びるサポート部を有している、研磨ヘッドが提供される。

【0012】

一態様では、前記側壁は、互いに離れた第１側壁および第２側壁であり、前記サポート部は、前記第１側壁および前記第２側壁に沿ってそれぞれ延びる２つのサポート部であり、前記取り付け部材は、前記２つのサポート部の間に位置する窪み部を有し、前記連結部材は、該連結部材が前記取り付け部材に向かって移動したときに、前記窪み部内に収容される突起部を有している。
一態様では、前記底壁は、前記リテーナリングに向かって湾曲した断面形状を有しており、前記連結部材が前記取り付け部材に向かって移動したときに、前記サポート部の少なくとも一部は、前記湾曲した底壁内に収容される。
一態様では、前記取り付け部材は、前記サポート部に沿って前記第２弾性膜の周方向に延びる溝を有している。
一態様では、前記取り付け部材は、前記サポート部を貫通する複数の通孔を有しており、前記複数の通孔は前記第２弾性膜の周方向に沿って配列されている。
一態様では、前記サポート部の少なくとも外側の面には摩擦低減処理が施されている。

【0013】

一態様では、研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、ワークピースを前記研磨パッドに押し付けて該ワークピースを研磨するための上記研磨ヘッドを備えている、研磨装置が提供される。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、サポート部は、弾性膜の側壁の内側を支え、両側壁同士が接触することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】研磨装置の一実施形態を示す模式図である。

【図2】研磨ヘッドの断面図である。

【図3】リテーナリングおよびリテーナリング押圧機構の拡大断面図である。

【図4】第２圧力室に負圧が形成されたときのリテーナリングおよびリテーナリング押圧機構を示す拡大断面図である。

【図5】取り付け部材の他の実施形態を示す拡大断面図である。

【図6】取り付け部材のさらに他の実施形態を示す拡大断面図である。

【図7】取り付け部材のさらに他の実施形態を示す拡大断面図である。

【図8】取り付け部材のさらに他の実施形態を示す拡大断面図である。

【図9】従来の研磨装置を示す模式図である。

【図10】図９に示す研磨ヘッドの一部を示す断面図である。

【図11】図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）は、従来の研磨ヘッドの動作を説明する図である。

【図12】従来の研磨ヘッドの問題点を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、研磨装置の一実施形態を示す模式図である。研磨装置１は、ウェーハ、基板、パネルなどワークピースＷを化学機械的に研磨する装置である。図１に示すように、この研磨装置１は、研磨面２ａを有する研磨パッド２を支持する研磨テーブル５と、ワークピースＷを研磨面２ａに対して押し付ける研磨ヘッド７と、研磨液（例えば、砥粒を含むスラリー）を研磨面２ａに供給する研磨液供給ノズル８を備えている。研磨ヘッド７は、その下面にワークピースＷを保持できるように構成されている。

【0017】

研磨装置１は、支軸１４と、支軸１４の上端に連結された研磨ヘッド揺動アーム１６と、研磨ヘッド揺動アーム１６の自由端に回転可能に支持された研磨ヘッドシャフト１８をさらに備えている。研磨ヘッド７は、研磨ヘッドシャフト１８の下端に固定されている。研磨ヘッド揺動アーム１６内には、電動機などを備えた研磨ヘッド回転機構（図示せず）が配置されている。この研磨ヘッド回転機構は、研磨ヘッドシャフト１８に連結されており、研磨ヘッドシャフト１８および研磨ヘッド７を矢印で示す方向に回転させるように構成されている。

【0018】

研磨ヘッドシャフト１８は、図示しない研磨ヘッド昇降機構（ボールねじ機構などを含む）に連結されている。この研磨ヘッド昇降機構は、研磨ヘッドシャフト１８を研磨ヘッド揺動アーム１６に対して相対的に上下動させるように構成されている。この研磨ヘッドシャフト１８の上下動により、研磨ヘッド７は、矢印で示すように、研磨ヘッド揺動アーム１６および研磨テーブル５に対して相対的に上下動可能となっている。

【0019】

研磨装置１は、研磨パッド２および研磨テーブル５をそれらの軸心を中心に回転させるテーブル回転モータ２１をさらに備えている。テーブル回転モータ２１は研磨テーブル５の下方に配置されており、研磨テーブル５は、テーブル軸５ａを介してテーブル回転モータ２１に連結されている。研磨テーブル５および研磨パッド２は、テーブル回転モータ２１によりテーブル軸５ａを中心に矢印で示す方向に回転されるようになっている。研磨パッド２は、研磨テーブル５の上面に貼り付けられている。研磨パッド２の露出面は、ウェーハなどのワークピースＷを研磨する研磨面２ａを構成している。

【0020】

ワークピースＷの研磨は次のようにして行われる。ワークピースＷは、その被研磨面が下を向いた状態で、研磨ヘッド７に保持される。研磨ヘッド７および研磨テーブル５をそれぞれ回転させながら、研磨テーブル５の上方に設けられた研磨液供給ノズル８から研磨液（例えば、砥粒を含むスラリー）を研磨パッド２の研磨面２ａ上に供給する。研磨パッド２はその中心軸線を中心に研磨テーブル５と一体に回転する。研磨ヘッド７は研磨ヘッド昇降機構（図示せず）により所定の高さまで移動される。さらに、研磨ヘッド７は上記所定の高さに維持されたまま、ワークピースＷを研磨パッド２の研磨面２ａに押し付ける。ワークピースＷは研磨ヘッド７と一体に回転する。研磨液が研磨パッド２の研磨面２ａ上に存在した状態で、ワークピースＷは研磨面２ａに摺接される。ワークピースＷの表面は、研磨液の化学的作用と、研磨液に含まれる砥粒および研磨パッド２の機械的作用との組み合わせにより、研磨される。

【0021】

次に、研磨ヘッド７の詳細について説明する。図２は、研磨ヘッド７の断面図である。研磨ヘッド７は、ヘッド本体３０とリテーナリング３３とを備えている。ヘッド本体３０は、研磨ヘッドシャフト１８に連結されたキャリア３５と、キャリア３５の下面に取り付けられた第１弾性膜３８を備えている。

【0022】

第１弾性膜３８の下面は押圧面３８ａを構成しており、この押圧面３８ａはワークピースＷの上面（被研磨面とは反対側の面）に接触している。第１弾性膜３８には複数の通孔（図示せず）が形成されている。キャリア３５と第１弾性膜３８との間には複数の第１圧力室４１が形成されている。中央の第１圧力室４１は円形であり、外側の第１圧力室４１は環状である。これらの第１圧力室４１は、第１流体ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３を通じて圧力調整装置（図示せず）に接続されている。第１圧力室４１に加圧流体（例えば、加圧空気）が供給されると、第１圧力室４１内の流体圧力を受けた第１弾性膜３８の押圧面３８ａは、ワークピースＷを研磨パッド２の研磨面２ａに対して押圧する。第１圧力室４１内に負圧が形成されると、ワークピースＷは第１弾性膜３８の押圧面３８ａに真空吸引により保持される。第１圧力室４１の数は、図２に示す実施形態に限られない。一実施形態では、単一の第１圧力室４１がキャリア３５と第１弾性膜３８との間に設けられてもよい。

【0023】

リテーナリング３３は、ワークピースＷおよび第１弾性膜３８を囲むように配置されている。より具体的には、リテーナリング３３は、ワークピースＷの外周縁および第１弾性膜３８の押圧面３８ａを囲むように配置されている。リテーナリング３３の上部は、環状のリテーナリング押圧機構４５に連結されている。このリテーナリング押圧機構４５は、リテーナリング３３の上面の全体に均一な下向きの荷重を与え、リテーナリング３３の下面を研磨パッド２の研磨面２ａに対して押圧するように構成されている。

【0024】

リテーナリング押圧機構４５は、リテーナリング３３の上部に固定された連結部材４７と、連結部材４７に接続された環状の第２弾性膜５０と、第２弾性膜５０をキャリア３５に取り付ける取り付け部材５３を備えている。連結部材４７の具体的構成は特に限定されず、連結部材４７は、上側リテーナリングであってもよい。第２弾性膜５０の内部には第２圧力室５８が形成されている。この第２圧力室５８は第２流体ラインＦ４を通じて圧力調整装置（図示せず）に接続されている。取り付け部材５３は、第２圧力室５８内に配置されている。第２流体ラインＦ４は、取り付け部材５３を貫通して延びており、第２圧力室５８に連通している。本実施形態では、取り付け部材５３は、リテーナリング３３に沿って延びる環状である。

【0025】

第２圧力室５８に加圧流体（例えば、加圧空気）が第２流体ラインＦ４を通じて供給されると、第２圧力室５８内の流体圧力を受けた第２弾性膜５０は、連結部材４７を下方に押し下げ、さらに、連結部材４７はリテーナリング３３の全体を下方に押し下げる。このようにして、リテーナリング押圧機構４５は、リテーナリング３３の下面を研磨パッド２の研磨面２ａに対して押圧する。

【0026】

図３は、リテーナリング３３およびリテーナリング押圧機構４５の拡大断面図である。図３に示すように、第２弾性膜５０は、２つの側壁５０Ａ，５０Ｂと、一方の側壁５０Ａに接続された底壁５０Ｃと、他方の側壁５０Ｂに接続された底壁５０Ｄを有している。側壁５０Ａは、他方の側壁５０Ｂの内側に位置しており、底壁５０Ｃは、他方の底壁５０Ｄの内側に位置している。第２弾性膜５０の上端、すなわち２つの側壁５０Ａ，５０Ｂの上端は、取り付け部材５３によってキャリア３５に固定されている。取り付け部材５３は、図示しないねじによってキャリア３５に固定される。連結部材４７は、２つの底壁５０Ｃ，５０Ｄに接続されている。連結部材４７は可動部材であり、第２圧力室５８内の圧力に応じて上下動する。連結部材４７は、取り付け部材５３に向かって突出する（すなわち上方に突出する）突出部４７ａを有している。

【0027】

本実施形態における第２弾性膜５０は、下方に湾曲した断面を有する２つの底壁５０Ｃ，５０Ｄを有するローリングダイヤフラムである。このローリングダイヤフラム型の第２弾性膜５０は、第２圧力室５８内の圧力の変化に応じて、第２弾性膜５０が連結部材４７およびキャリア３５の内面に擦れることなく、第２弾性膜５０が滑らかに変形できるという利点がある。ただし、第２弾性膜５０は、本実施形態の形状に限定されず、下方に湾曲した底壁を持たない非ローリングダイヤフラム型であってもよい。

【0028】

取り付け部材５３は、２つの側壁５０Ａ，５０Ｂに沿ってリテーナリング３３に向かって突出する２つのサポート部５４Ａ，５４Ｂを有している。これらサポート部５４Ａ，５４Ｂは、下方に延びており、第２圧力室５８内に位置している。サポート部５４Ａ，５４Ｂは互いに離れており、サポート部５４Ａ，５４Ｂの間には、窪み部５５が形成されている。本実施形態の窪み部５５は環状である。この窪み部５５は、連結部材４７の突出部４７ａの幅よりも大きな幅を有している。取り付け部材５３の材料の例としては、金属（例えばステンレス鋼）、硬質の樹脂、セラミックなどが挙げられる。

【0029】

サポート部５４Ａ，５４Ｂは、２つの側壁５０Ａ，５０Ｂの内面に沿って延びている。第２圧力室５８内に加圧流体（例えば加圧気体）が供給されたとき、サポート部５４Ａ，５４Ｂは、２つの側壁５０Ａ，５０Ｂの内面に接触してもよく、または離れてもよい。サポート部５４Ａ，５４Ｂは、第２圧力室５８内に負圧が形成されたときに、これら側壁５０Ａ，５０Ｂを内側から支えることができる。すなわち、図４に示すように、第２圧力室５８内に負圧が形成されたとき、側壁５０Ａ，５０Ｂは負圧によって互いに近づく方向に引き寄せられる一方で、サポート部５４Ａ，５４Ｂにより側壁５０Ａ，５０Ｂの内側への移動が制限される。結果として、サポート部５４Ａ，５４Ｂは、２つの側壁５０Ａ，５０Ｂが互いに接触することを防止することができる。

【0030】

さらに、本実施形態によれば、図４に示すように、第２圧力室５８内に負圧が形成されると、連結部材４７が取り付け部材５３に向かって移動し（すなわち上昇し）、連結部材４７の突出部４７ａが取り付け部材５３の窪み部５５内に収容される。同時に、サポート部５４Ａ，５４Ｂの下部は、下方に湾曲した底壁５０Ｃ，５０Ｄ内にそれぞれ収容される。したがって、連結部材４７およびリテーナリング３３の大きなストローク（すなわち、長い移動距離）が確保される。リテーナリング３３は、第１弾性膜３８とワークピースＷとの接触部分よりも高い位置まで上昇することができる。したがって、リリースノズル６０は、液体（例えば純水）の噴流を第１弾性膜３８とワークピースＷとの接触部分に向けて放出して、ワークピースＷを第１弾性膜３８からリリースさせることができる。さらに、サポート部５４Ａ，５４Ｂは、第２弾性膜５０の側壁５０Ａ，５０Ｂが大きく変形することを防ぐことができるので、第２弾性膜５０の寿命を長くすることができる。

【0031】

図５は、取り付け部材５３の他の実施形態を示す拡大断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図１乃至図４を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図５に示すように、取り付け部材５３は、サポート部５４Ａ，５４Ｂに沿って第２弾性膜５０の周方向に延びる溝６２Ａ，６２Ｂを有している。本実施形態では、環状の２つの溝６２Ａ，６２Ｂが２つのサポート部５４Ａ，５４Ｂの内側に沿って延びている。これらの溝６２Ａ，６２Ｂは、第２流体ラインＦ４を通じて第２圧力室５８内の気体を排気したときに、環状の第２圧力室５８の全体に速やかに負圧を形成することができる。したがって、リテーナリング３３の全体が滑らかにかつ速やかに上昇することができる。

【0032】

図５に示す実施形態では、溝６２Ａ，６２Ｂはサポート部５４Ａ，５４Ｂの上端に沿って形成されている。しかしながら、溝６２Ａ，６２Ｂの位置は、図５に示す実施形態に限られない。例えば、図６に示すように、溝６２Ａ，６２Ｂは、サポート部５４Ａ，５４Ｂの上端と下端との間に位置してもよい。

【0033】

一実施形態では、図７に示すように、溝６２Ａ，６２Ｂは、サポート部５４Ａ，５４Ｂの外側（外面）に形成されてもよい。図７に示す実施形態では、環状の２つの溝６２Ａ，６２Ｂが２つのサポート部５４Ａ，５４Ｂの外側に沿って延びている。第２圧力室５８内に加圧流体（例えば加圧空気）を供給したときに、加圧流体は溝６２Ａ，６２Ｂに流入し、第２弾性膜５０の側壁５０Ａ，５０Ｂをサポート部５４Ａ，５４Ｂから離すように側壁５０Ａ，５０Ｂに作用する。結果として、第２弾性膜５０は第２圧力室５８内の圧力に応じて滑らかに変形することができ、リテーナリング３３を滑らかに移動させることができる。一実施形態では、取り付け部材５３は、図５または図６に示す溝（第１溝）６２Ａ，６２Ｂと、図７に示す溝（第２溝）６２Ａ，６２Ｂの両方を備えてもよい。

【0034】

図８は、取り付け部材５３の他の実施形態を示す拡大断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図１乃至図４を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図８に示すように、取り付け部材５３は、サポート部５４Ａ，５４Ｂを貫通する複数の通孔６３Ａ，６３Ｂを有している。図８では、サポート部５４Ａに形成された１つの通孔６３Ａと、サポート部５４Ｂに形成された１つの通孔６３Ｂのみが描かれているが、複数の通孔６３Ａ，６３Ｂは第２弾性膜５０の周方向に沿って配列されている。各通孔６３Ａ，６３Ｂは、サポート部５４Ａ，５４Ｂを第２弾性膜５０の半径方向に貫通している。

【0035】

図７を参照して説明した実施形態と同じように、第２圧力室５８内に加圧流体（例えば加圧空気）を供給したときに、加圧流体は複数の通孔６３Ａ，６３Ｂに流入し、第２弾性膜５０の側壁５０Ａ，５０Ｂをサポート部５４Ａ，５４Ｂから離すように側壁５０Ａ，５０Ｂに作用する。結果として、第２弾性膜５０は第２圧力室５８内の圧力に応じて滑らかに変形することができ、リテーナリング３３を滑らかに移動させることができる。一実施形態では、取り付け部材５３は、図５または図６に示す溝６２Ａ，６２Ｂと、図８に示す複数の通孔６３Ａ，６３Ｂの両方を備えてもよい。

【0036】

図２乃至図８に示す各実施形態において、サポート部５４Ａ，５４Ｂの少なくとも外側の面に摩擦低減処理を施してもよい。摩擦低減処理は、サポート部５４Ａ，５４Ｂと第２弾性膜５０との摩擦を低減させることができる処理である。摩擦低減処理の例としては、フッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン）によるサポート部５４Ａ，５４Ｂの被覆、サポート部５４Ａ，５４Ｂの表面の粗面加工（例えば、ブラスト処理、エンボス加工）が挙げられる。

【0037】

摩擦低減処理が施されたサポート部５４Ａ，５４Ｂは、第２弾性膜５０が第２圧力室５８内の圧力に応じて滑らかに変形することを可能とする。結果として、リテーナリング３３を滑らかに移動させることができる。

【0038】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0039】

１ 研磨装置
２ 研磨パッド
２ａ 研磨面
５ 研磨テーブル
７ 研磨ヘッド
８ 研磨液供給ノズル
１４ 支軸
１６ 研磨ヘッド揺動アーム
１８ 研磨ヘッドシャフト
２１ テーブル回転モータ
３０ ヘッド本体
３３ リテーナリング
３５ キャリア
３８ 第１弾性膜
３８ａ 押圧面
４１ 第１圧力室
４５ リテーナリング押圧機構
４７ 連結部材
４７ａ 突出部
５０ 第２弾性膜
５０Ａ，５０Ｂ 側壁
５０Ｃ，５０Ｄ 底壁
５３ 取り付け部材
５４Ａ，５４Ｂ サポート部
５５ 窪み部
５８ 第２圧力室
６２Ａ，６２Ｂ 溝
６３Ａ，６３Ｂ 通孔
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ 第１流体ライン
Ｆ４ 第２流体ライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】